Магнитное поле тока. Электромагниты

Магнитное поле электрического тока

Вокруг любого проводника с током существует магнитное поле. Это особый вид материи, через который ток действует на магнитные стрелки и другие проводники с током. Открытие этой связи между электричеством и магнетизмом сделал датский учёный Ханс Эрстед.

Опыт Эрстеда

Если рядом с проводником поместить магнитную стрелку, то при замыкании цепи стрелка поворачивается. Значит, электрический ток создаёт вокруг себя магнитное поле, которое действует на стрелку так же, как обычный магнит.

есть ток → есть магнитное поле → стрелка отклоняется

Магнитные линии

Магнитное поле изображают с помощью магнитных линий — воображаемых линий, вдоль которых устанавливаются магнитные стрелки. Вокруг прямого проводника эти линии представляют собой замкнутые окружности. Направление линий связано с направлением тока.

Катушка с током

Если провод свернуть в спираль, получится катушка (соленоид). Магнитные поля отдельных витков складываются, и катушка с током ведёт себя как магнит: у неё появляются северный и южный полюса. Внутри катушки поле сильное и однородное.

Электромагнит

Если внутрь катушки вставить железный сердечник, магнитное поле многократно усилится. Такое устройство называют электромагнитом. Его удобство в том, что магнитные свойства появляются только при включённом токе и исчезают при его выключении.

Способы усиления электромагнита

Почему сердечник делают из железа

Сердечник электромагнита изготавливают именно из мягкого железа, а не из стали. Мягкое железо легко намагничивается при включении тока и почти полностью размагничивается при его выключении. Сталь же сохраняла бы магнитные свойства и после отключения, поэтому она для электромагнита не годится. Из стали делают постоянные магниты, которые остаются намагниченными долго.

Применение электромагнитов

• Подъёмные краны на металлургических заводах поднимают железный лом.
• Электрические звонки и реле.
• Электродвигатели и громкоговорители.
• Магнитная запись и сепарация материалов.

Магнитное поле Земли

Сама Земля представляет собой огромный магнит. Её магнитное поле действует на стрелку компаса, заставляя её показывать на север. Северный географический полюс находится вблизи южного магнитного полюса Земли, поэтому северный конец стрелки притягивается к нему. Магнитное поле Земли защищает планету от потоков заряженных частиц, прилетающих от Солнца.

Частые ошибки. Магнитное поле существует только вокруг движущихся зарядов, то есть при наличии тока. Неподвижный заряд магнитного поля не создаёт. Полюса катушки зависят от направления тока: при его смене полюса меняются местами.

Кратко о главном

• Вокруг проводника с током всегда есть магнитное поле (опыт Эрстеда).
• Поле изображают магнитными линиями.
• Катушка с током ведёт себя как магнит, а с железным сердечником становится электромагнитом.
• Электромагнит усиливают током, числом витков и сердечником; его широко применяют в технике.